DE69938004T2

DE69938004T2 - Feuerfestes material zum giessen von seltenen erden enthaltenden legierungen und verfahren zum giessen von seltenerdlegierungen.

Info

Publication number: DE69938004T2
Application number: DE69938004T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Chichibu-shi HASEGAWA; Nobuhiko Chichibu-shi KAWAMURA; Shiro Chichibu-shi SASAKI; Yoichi Chichibu-shi HIROSE
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2019-06-23
Also published as: ATE384028T1; CN1990425A; CN100528808C; EP1118601A4; EP1659102B1; TW446690B; EP1118601B1; CN1313841A; CA2335827A1; EP1659102A1; KR20010072633A; CN1303035C; DE69942435D1; EP1118601A1; ATE469108T1; DE69938004D1; WO1999067187A1; JP4366015B2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf feuerfestes Material zum Gießen einer Seltenerdlegierung, die ein Seltenerdelement (R) als einem der Hauptbestandteile enthält, wie etwa eine Legierung für einen Magneten auf R-Fe-B-Basis, eine wasserstoffabsorbierende Legierung auf R-Ni-Basis und eine Legierung für einen Magneten auf Sm-Co-Basis. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Herstellungsverfahren für das feuerfeste Material und ein Verfahren zum Gießen der Seltenerdlegierungen.
Stand der Technik
In jüngster Zeit wurde dem gesinterten Seltenerdmagneten oder Seltenerdverbundmagneten Aufmerksamkeit geschenkt, bei dem die hervorragenden magnetischen Eigenschaften der Seltenerdlegierungen genutzt werden. Insbesondere erfolgt im Hinblick auf die Magneten auf R-Fe-B-Basis eine Entwicklung zur weiteren Verbesserung der magnetischen Eigenschaften. Bei den Magneten auf R-Fe-B-Basis gibt es eine ferromagnetische R₂Fe₁₄B-Phase, bei der es sich um die Grundlage des Magnetismus handelt, und eine R-reiche Phase (eine nichtmagnetische Phase mit einer hohen Konzentration der Seltenerdelemente, wie etwa Nd), bei der es sich um die Grundlage von Flüssigphasensinterung handelt, und die stark zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften beiträgt.
Um eine höhere Leistung eines Magneten zu erzielen, muss der Volumenanteil der R₂Fe₁₄B-Phase erhöht werden. Dies führt unweigerlich zu einer Abnahme des Volumenanteils der R-reichen Phase. Wenn der Gießvorgang mit einem herkömmlichen Verfahren durchgeführt wird, wird die R-reiche Phase deshalb so schlecht verteilt, dass sie stellenweise gar nicht vorhanden ist, was in vielen Fällen zu nicht zufriedenstellenden Eigenschaften führt.
Wenn aber die Magnetzusammensetzung einen höheren Volumenanteil an der R₂Fe₁₄B-Phase besitzt, bildet sich leicht α-Fe in der Legierung für den Magneten. Dieses α-Fe beeinträchtigt die Zerkleinerbarkeit der Legierung für den Magneten ernsthaft und bewirkt von daher eine Zusammensetzungsveränderung beim Zerkleinerungsprozess. Dies zieht wiederum eine Abnahme der magnetischen Eigenschaften und eine Zunahme bei der Veränderung der magnetischen Eigenschaften nach sich.
Deshalb wurden Verfahren vorgeschlagen, um diese Probleme zu lösen, die mit den Hochleistungsmagneten zu tun haben. In den japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 5-222488 und 5-295490 wird ein Streifengussverfahren vorgeschlagen. Da dieses Verfahren bei der Erstarrung eine höhere Abkühlgeschwindigkeit erreicht als es im herkömmlichen Klappkokillengussverfahren der Fall ist, ist es möglich, eine Legierung mit einer verfeinerten Struktur und einer fein verteilten R-reichen Phase herzustellen. α-Fe entsteht schwerlich in einer solchen Legierung.
Ein in der japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 5-222488 beschriebenes Streifengussverfahren besteht darin, dass: ein Legierungsrohblock für einen Permanentmagneten dadurch hergestellt wird, dass man die Seltenerdmetall-/Eisen-/Bor-Legierungsschmelze erstarren lässt; die Legierungsschmelze bei der Herstellung einer Abkühlung unter einer Bedingung von 10 bis 500°C/Sekunde Abkühlgeschwindigkeit und 10 bis 500°C Unterkühlungsgrad unterzieht; die Legierungsschmelze zu einem Rohblock mit einer Dicke im Bereich von 0,05 bis 15 mm erstarrt. Bei dem speziellen Gießverfahren handelt es sich darum, die Schmelze aus einer Gießwanne auf eine Drehwalze hinabfließen zu lassen.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 5-295490 stellt beispielhaft ein Drehscheibenverfahren zur Herstellung einer Legierung in Fischschuppenform und ein Doppelwalzverfahren zur Herstellung einer Legierung in Form eines Streifens oder in Form von Stücken dar.
Dabei hat die wasserstoffabsorbierende Legierung auf R-Ni-Basis, die über eine ausgezeichnete wasserstoffabsorbierende Eigenschaft verfügt, in jüngster Zeit Aufmerksamkeit als Elektrodenmaterial für Akkumulatorenbatterien auf sich gezogen. Solche Elemente wie Co, Mn, Al u. dgl. werden dieser Legierung zugesetzt, um die wasserstoffabsorbierende Eigenschaft und andere Materialeigenschaften noch zu verstärken. Bei der Herstellung mit einem herkömmlichen Klappkokillengussverfahren neigen die Zusatzelemente zu einer Mikroseigerung. Eine längere Wärmebehandlung ist notwendig, um die Kristallzusammensetzung zu homogenisieren.
Zusätzlich wird die wasserstoffabsorbierende Legierung für gewöhnlich im Pulverisierungsschritt zu einigen Zehntel Mikrometer pulverisiert. Eine Legierung, die durch das Klappkokillengussverfahren erhalten wurde, ist schwer zu pulverisieren, hat Partikel mit großem Durchmesser und enthält eine Phase mit reichen Zusatzelementen. Die Verteilung der Pulvergröße nach der Pulverisierung ist deshalb ungleichmäßig und übt einen nachteiligen Einfluss auf die wasserstoffabsorbierende Eigenschaft aus. Das endgültige, sich ergebende Pulver der wasserstoffabsorbierenden Legierung weist eine nachteilhaft unzureichende wasserstoffabsorbierende Eigenschaft auf.
Das Streifengussverfahren (ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 5-3207920 ) wurde vorgeschlagen, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen. Da durch die Erstarrung im Streifengussverfahren eine höhere Abkühlgeschwindigkeit erzielt wird als im herkömmlichen Klappkokillengussverfahren, ist die Homogenität in der Zusammensetzung und die Struktur der Legierung verbessert. Wenn diese Legierung verwendet wird, ist es möglich, eine Akkumulatorbatterie mit solchen Eigenschaften wie hohe Anfangsladegeschwindigkeit, lange Batterienutzdauer und hohe elektrische Kapazität herzustellen.
1 stellt das Streifengussverfahren dar. Schmelze 2 wird aus einem Schmelzofen (nicht gezeigt) in eine kippbare Pfanne 1 und in eine Gießwanne 3 abgezapft. Von dort wird die Schmelze dann mit einer vorbestimmten Zufuhrgeschwindigkeit auf eine wassergekühlte (einzelne) Kupferwalze 4 geleitet. In Übereinstimmung mit der Drehung der Walze wird die Schmelze 2 dann auf der wassergekühlten Kupferwalze 4 zu einem Flächenkörper 5 gussgeformt. Anschließend wird der Flächenkörper 5 von der Walze getrennt und mit einem Hammer (nicht gezeigt) in flache Stücke zerteilt, die im Metallbehälter 7 vorgehalten werden.
Die Schmelze wird wie vorstehend in einer solch geringen Menge auf eine Walze geleitet, dass die Legierung für gewöhnlich 1 mm oder noch weniger dick ist. Die Wärme der Schmelze sollte deshalb durch die Gießwanne u. dgl. nicht entzogen werden, welche die Schmelze aus einem Tiegel zur Kühlwalze leitet, wodurch die Erstarrung verhindert wird.
Wenn die Schmelze in einer kleinen Menge in eine Gießwanne geleitet wird, die aus gewöhnlichem feuerfestem Material besteht, wie Tonerde, Mullit, Tonerde/Mullit, Magnesia, Zirkoniumdioxid oder Magnesiumoxid, wird der Schmelze die Wärme durch die Gießwanne so entzogen, dass die Schmelze fest wird und nicht gegossen werden kann. Wenn in diesem Fall der Betrag des Wärmeentzugs dadurch gesenkt wird, dass die Dicke der Gießwanne verringert wird, kann deshalb eine gute Fließfähigkeit der Schmelze aufrechterhalten werden. Allerdings ist eine solch dünne Gießwanne nicht nur schwierig herzustellen, sondern es wäre auch schwer, damit umzugehen, weil sie zu Rissen neigen kann.
Um zu verhindern, dass die vorstehend beschriebenen Probleme bei einer Gießwanne auftreten, die aus gewöhnlichem, wie vorstehend beschriebenem feuerfestem Material hergestellt ist, muss zumindest die Oberfläche der Gießwanne auf in etwa dieselbe Temperatur wie die Schmelze aufgeheizt werden. Jedoch sind die folgenden Probleme mit dem Aufheizen einer Gießwanne verbunden.

(1) Da die Schmelztemperatur für gewöhnlich 1200 bis 1500°C beträgt, hat eine Vorrichtung zum Aufheizen der gesamten Gießwanne einen komplizierten Aufbau. Eine Heizvorrichtung, die in der Lage ist, auf diese Temperatur aufzuheizen, ist kostspielig.
(2) Eine Vorrichtung zum Aufheizen der gesamten Gießwanne ist kompliziert.
(3) Da die Wärmekapazität einer Gießwanne hoch ist, dauert das Aufheizen lange und senkt von daher die Produktionseffizienz.
(4) Die Heizvorrichtung kann je nach dem Vakuumgrad im Schmelzofen elektrische Entladungen erzeugen, womit also ein Sicherheitsproblem auftritt.

Der vorliegende Anmelder schlug in der europäischen Veröffentlichung EP 0784350A1 Folgendes vor: ein Schnellabkühlungs- und Schleudergussverfahren für eine wasserstoffabsorbierende Legierung mittels Eingießen der Schmelze in die Drehzylindergussform; ein Gussverfahren, bei dem sich die eingegossene Schmelze zusammen mit der Drehung der Gussform dreht und an ihrer Oberfläche während einer Drehung erstarrt, und das Eingießen auf die erstarrte Oberfläche sukzessive erfolgt; und ein Verfahren zum Zuführen der Schmelze auf die Innenfläche einer Gussform aus zwei oder mehr Düsen, die sich im Inneren der Gussform befinden. Ein Verfahren zum Ausführen dieser Verfahren ist in 2 gezeigt.
In 2 sind ein kippbarer Schmelzofen 12, eine primäre stationäre Gießwanne 13a, eine sekundäre pendelnde Gießwanne 13b und eine Drehzylindergussform 14 in eine Vakuumkammer 10 eingebaut. Die Drehzylindergussform 14 wird durch den Drehmechanismus 16 gedreht.
Die Schmelze fließt aus dem Schmelzofen 12 durch die primäre stationäre Gießwanne 13a und eine sekundäre pendelnde Gießwanne 13b und wird dann in die Drehzylindergussform 14 eingegossen. Der Schmelzling 15, bei dem es sich um zylindrisches Material handelt, wird in die Innenfläche der Drehzylindergussform 14 gegossen. Die Gießwanne 13b, die in die Drehzylindergussform 14 eingesetzt ist, ist mit mehreren Düsen 17 versehen. Die Gießwanne 13b wird hin- und herbewegt, um die Schmelze schnell und gleichmäßig über der Innenfläche der Gussform zu verteilen.
Die vorliegenden Erfinder zogen die folgenden feuerfesten Materialien in Erwägung: feuerfestes Material, um im Streifengussverfahren die Schmelze einer Seltenerdlegierung stabil zuzuführen; feuerfestes Material, um im Schleudergussverfahren eine kleine Menge Schmelze auf eine Drehgussform zu leiten; feuerfestes Material, um in dem mit einer Einzelwalze arbeitenden Schmelzenabschreckverfahren die Schmelze durch eine dünne Düse zuzuführen; und zusätzlich das feuerfeste Material, um den Temperaturabfall der in kleinen Mengen zugeführten Schmelze zu mindern. Als Ergebnis entdeckten die vorliegenden Erfinder, dass zwischen der Schmelze und feuerfestem Material auf Al₂O₃-SiO₂-Basis oder feuerfestem Material auf ZrO₂-Basis praktisch keine Reaktion stattfindet und darüber hinaus kein vorläufiges Aufheizen im Gussvorgang notwendig ist. Somit gelangte man zur vorliegenden Erfindung.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist durch die Ansprüche 1 bis 4 definiert und bezieht sich auf ein feuerfestes Material zum Gießen einer Seltenerdlegierung und ein Verfahren dafür, wobei das feuerfeste Material aus 70 Gew.-% oder mehr Al₂O₃ und 30 Gew.-% oder weniger SiO₂ besteht, eine Schüttdichte von 1 g/cm³ oder weniger hat, eine Wärmeleitfähigkeit im Temperaturbereich von 1200 bis 1400°C von 0,5815 W/mK (0,5 kcal/(mh°C)) oder weniger hat, und unter 1-stündigem Heizzustand von 1400°C ein Glühgewichtsverlustverhältnis von 0,5 Gew.-% oder weniger hat. Das feuerfeste Material nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Gießen einer Seltenerdlegierung zeichnet sich durch die folgenden Punkte (1) bis (3) aus.
(1) Gehalt an Al₂O₃ und SiO₂
Das feuerfeste Material der vorliegenden Erfindung beruht auf Al₂O₃ und SiO₂. Der Gehalt an Al₂O₃ basierend auf dem Gewicht sämtlicher Bestandteile einschließlich eines Bindemittels u. dgl. beträgt 70 Gew.-% oder mehr. Der Gehalt an SiO₂ beträgt 30 Gew.-% oder weniger. Da die Wärmefestigkeit mit der Zunahme des Gehalts am feuerfesten Bestandteil Al₂O₃ gesteigert wird, ist der bis zu 70 Gew.-% betragende Al₂O₃-Gehalt notwendig, um dem feuerfesten Material im Temperaturbereich von 1200 bis 1500°C eine ausreichende Wärmefestigkeit zu verleihen. Andererseits wird die Nachformgebungsfähigkeit des feuerfesten Materials mit der Zunahme beim SiO₂-Gehalt gesteigert, und es tritt schwerlich ein Bruch des feuerfesten Materials auf, wenn es während des Gießvorgang einem Wärmeschock ausgesetzt wird. Da jedoch der Al₂O₃-Gehalt mit der Zunahme beim SiO₂-Gehalt sinkt, wird die Wärmebeständigkeitstemperatur des feuerfesten Materials gesenkt. Aus diesem Grund sollte der SiO₂-Gehalt 30 Gew.-% oder weniger betragen. Vorzugsweise beträgt der Al₂O₃-Gehalt 80 Gew.-% oder mehr, und der SiO₂-Gehalt beträgt 20 Gew.-% oder weniger.
Im feuerfesten Material des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung liegen Al₂O₃ und SiO₂ vorzugsweise in einem Anteil von 90 Gew.-% oder mehr des gesamten feuerfesten Materials vor, wobei es sich bei dem Rest um Unreinheiten und zufällige Elemente handelt.
(2) Schüttdichte und Wärmeleitfähigkeit
Der Seltenerdlegierungsschmelze wird durch das feuerfeste Material Wärme entzogen. Ein erheblicher Temperaturabfall der Schmelze findet während des Gießprozesses statt. In extremen Fällen stellt sich ein Zustand vollständiger Erstarrung oder Halberstarrung ein. Um dies zu verhindern, sollte das feuerfeste Material so porös wie möglich sein, um die Wärmeleitfähigkeit zu senken. Die Wärmeleitfähigkeit bei 1200 bis 1400°C, bei dem es sich um einen repräsentativen Temperaturbereich der Schmelze beim Gießen einer Seltenerdlegierung handelt, ist besonders wichtig. Deshalb wird die Schüttdichte des feuerfesten Materials bei 1 g/cm³ oder weniger angesetzt, und die Wärmeleitfähigkeit im Temperaturbereich von 1200 bis 1400°C wird auf 0,5 kcal/(mh°C) oder weniger eingestellt. Vorzugsweise beträgt die Schüttdichte des feuerfesten Materials 0,5 g/cm³ oder weniger.
Um die Wärmeleitfähigkeit auf ein Niveau zu senken, das so niedrig wie möglich ist, werden Aluminiumoxidfasern (3,87 g/cm³ echte Dichte) mehr bevorzugt als Aluminiumoxidpulver, das dazu neigt, sich stark zu verdichten. Der Gehalt an Aluminiumoxidfasern beträgt vorzugsweise 70 Gew.-% oder mehr. Insbesondere sollte die Richtung der Aluminiumoxidfasern nicht ausgerichtet sein, vielmehr sollten diese zufällig angeordnet und verschlungen sein. Auf ähnliche Weise kann die Wärmeleitfähigkeit dadurch gesenkt werden, dass die feuerfesten Bestandteile so eingestellt werden, dass 70 Gew.-% oder mehr Aluminiumoxidfasern und Mullitfasern (3,16 g/cm³ echte Dichte) insgesamt im feuerfesten Material enthalten sind. Im Übrigen wird das SiO₂ in die Mullitfasern eingeschlossen. Zusätzlich kann das SiO₂ im feuerfesten Material als kolloidale Kieselsäure oder kolloidales Mullit enthalten sein.
(3) Glühgewichtsverlust
Für gewöhnlich wird das feuerfeste Material unter Verwendung eines organischen Bindemittels wie Harz oder eines anorganischen Bindemittels wie Wasserglas geformt. Das so geformte feuerfeste Material wird verwendet, ohne ein derartiges Bindemittel daraus zu entfernen. Wenn deshalb das so geformte feuerfeste Material verwendet wird, zersetzt sich das organische Bindemittel zu organischen Gasen wie N₂, CO, CO₂ u. dgl. und H₂O, die eine Reaktion mit der Schmelze eingehen, und zwar so, dass die Fließfähigkeit der Schmelze beeinträchtigt ist. Zusätzlich trennen sich gebundenes Wasser, Kohlendioxid u. dgl. aus den leicht zersetzlichen anorganischen Verbindungen und üben einen ähnlichen Einfluss aus. Wenn die Fließfähigkeit der Schmelze stark beeinträchtigt ist, erstarrt sie in der Gießwanne. Es ist deshalb äußerst wichtig, die organischen Bindemittel u. dgl. im Vorfeld so vollständig wie möglich aus dem feuerfesten Material zu entfernen. Die vorliegende Erfindung zeichnet sich deshalb dadurch aus, dass unter 1-stündigem Heizzustand von 1400°C ds Glühgewichtsverlustverhältnis 0,5 Gew.-% oder weniger beträgt. Im Übrigen kann ein Teil des Al₂O₃ durch ZrO₂, TiO₂, CaO und MgO ersetzt werden, vorausgesetzt, die Bedingungen der vorstehend erwähnten Schüttdichte, der Wärmeleitfähigkeit und des Glühgewichtsverlustverhältnisses sind erfüllt. Vorzugsweise beträgt die Obergrenze dieses Bestandteils bzw. dieser Bestandteile insgesamt 5 Gew.-%. Unreinheiten wie FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄, Na₂O, K₂O und andere unvermeidliche Unreinheiten können in einem 5 Gew.-% nicht überschreitenden Bereich enthalten sein.
Herstellungsverfahren für feuerfeste Materialien
Zunächst beruht das Verfahren zur Herstellung des feuerfesten Materials nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung auf einem Verfahren, bei dem ein oder mehr aus Aluminiumoxid, Mullit und Siliziumoxid ausgewählte/r Stoff/e und ein oder mehr Bindemittel, die aus einem anorganischen Bindemittel und einem organischen Bindemittel ausgewählt sind, gemischt werden, um 70 Gew.-% oder mehr Al₂O₃ und 30 Gew.-% oder weniger SiO₂ im feuerfesten Material bereitzustellen, und das Gemisch geformt, getrocknet und bei 1000 bis 1400°C weiter wärmebehandelt wird.
Obwohl das Fasermaterial nicht auf Aluminiumoxid, Siliziumoxid und Mullit beschränkt ist, ist es vorzuziehen, das Fasermaterial im Gemisch von Aluminiumoxidfasern, Siliziumoxidfasern und/oder Mullitfasern zu verwenden.
Nach einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens der vorliegenden Erfindung wird einer oder werden mehrere der Stoffe, die aus Aluminiumoxidfasern, Mullitfasern und Siliziumoxidfasern ausgewählt werden, zuerst gemischt. Beispielsweise ist eine Kombination aus Aluminiumoxid- und Siliziumoxidfasern und eine Kombination aus Aluminiumoxid- und Mullitfasern möglich. Zusätzlich wird ein organisches Bindemittel und ein anorganisches Bindemittel oder werden mehrere organische und anorganische Bindemittel gemischt, um eine Mischung zuzubereiten, die dann geformt wird. Es ist notwendig, dass die Mischungsmenge der jeweiligen Bestandteile im Gemisch dergestalt ist, dass 70 Gew.-% oder mehr Al₂O₃ und 30 Gew.-% oder weniger SiO₂ im feuerfesten Material bereitgestellt werden. Im Falle, dass ein SiO₂-haltiges Bindemittel wie etwa Wasserglas verwendet wird, sollte die Gesamtmenge an SiO₂ aus Bindemittel und Fasern die vorbestimmte Menge erreichen.
Beispielsweise können Wasserglas, kolloidales Siliziumoxid u. dgl. als anorganisches Bindemittel verwendet werden. Beispielsweise können Ethylsilikat, Ethylcellulose und Triethylenglycol als organisches Bindemittel verwendet werden. Diese beiden Arten von Bindemitteln können zusammen verwendet werden. In diesem Fall kann die Trockenfestigkeit eines geformten Körpers und seine Haftfestigkeit bei hoher Temperatur noch weiter gesteigert werden. Hier beträgt die Bindemittelmenge vorzugsweise 1 bis 30 Gewichtsteile basierend auf 100 Gewichtsteilen der Fasern. Im Hinblick auf den Anteil im Bindemittel beträgt das organische Bindemittel vorzugsweise 50 bis 100 Gewichtsteile basierend auf 100 Gewichtsteilen des gesamten Bindemittels.
Anschließend wird das Faser- und Bindemittelgemisch mittels einer Presse, Stampfplatte o. dgl. zur Gestalt einer Gießwanne, eines Trogs, einer Düse u. dgl. geformt. Alternativ kann das Gemisch zu einer einfachen Gestalt wie einem Flächenkörper, einer zylindrischen Säule oder einer zylindrischen Röhre geformt werden, der bzw. die dann die Nacherwärmungsformgebung zu einer Wanne, einem Trog, einer Düse u. dgl. ermöglicht. Anschließend erfolgt eine ausreichende Lufttrocknung, um eine Härte zu erzielen, die einer späteren Handhabung standhält. Dann wird eine Wärmebehandlung durchgeführt, wodurch die Bindung der Fasern gefördert und zusätzlich eine Zersetzung der organischen Stoffe im Formkörper gefördert wird, um eine poröse Struktur entstehen zu lassen. Da sich der organische Stoff bei ungefähr 400 bis 800°C zersetzt, wird die poröse Struktur durch die Wärmebehandlung bei dieser Temperatur erzielt. Um jedoch das organische Bindemittel ausreichend zu entfernen, muss der Formkörper bei 1000 bis 1400°C wärmebehandelt werden. Wenn die Erwärmungstemperatur weniger als 1000°C beträgt, ist die Zersetzung des organischen Stoffs unvollständig, was zu einer Beeinträchtigung der Fließfähigkeit der Schmelze führt. Überschreitet die Erwärmungstemperatur hingegen 1400°C, wird der Formkörper gesintert und wird brüchig, was sein Handhabung dann schwierig macht. Außerdem ist der Formkörper dann beim Fließen der Schmelze gegen Wärmeschock nicht beständig und neigt dazu, Risse zu bilden.
Im Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird ein Stoff oder werden mehrere Stoffe gemischt, die aus Zirkoniumdioxid und stabilisierten Zirkoniumdioxid ausgewählt sind. Bei einem Teil des Zirkoniumdioxids und stabilisierten Zirkoniumdioxids oder dem ganzen Zirkoniumdioxid und stabilisierten Zirkoniumdioxid handelt es sich vorzugsweise um Fasern und/oder Nadelkristalle. Zum Beispiel können nur stabilisierte Zirkoniumdioxidfasern verwendet werden, oder die Zirkoniumdioxidfasern und die stabilisierten Zirkoniumdioxidfasern können kombiniert werden. Darüber hinaus wird ein Gemisch gebildet, in dem eines oder mehrere der organischen und anorganischen Bindemittel gemischt sind. Die Mischungsmenge der jeweiligen Bestandteile im Gemisch muss 70 Gew.-% oder mehr ZrO₂ und 30 Gew.-% oder weniger der Gesamtemenge von einer oder mehreren der Verbindungen Y₂O₃, Ce₂O₃; CaO, MgO, Al₂O₃, TiO₂ und SiO₂ im feuerfesten Material bereitstellen. Wenn ein SiO₂-haltiges Bindemittel wie etwa Wasserglas verwendet wird, sollte die Gesamtmenge an SiO₂ aus Bindemittel, Fasern und Nadelkristallen die vorbestimmte Menge erreichen.
Das feuerfeste Material nach der vorliegenden Erfindung zum Gießen von Seltenerdlegierungen ist, wie vorstehend beschrieben, von den Gesichtspunkten der Zusammensetzung, Schüttdichte, Wärmeleitfähigkeit und des Glühgewichtsverlusts her eingeschränkt. Auf diese Weise können die Anforderungen erfüllt werden, die da lauten: Hitzefestigkeit, Fließfähigkeit der Schmelze, Bruchfestigkeit und Wärmeschockfestigkeit.
Gießverfahren
Das Verfahren zum Gießen einer Seltenerdlegierung nach der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Schmelze einer Seltenerdlegierung über eine Schütteinrichtung wie eine Gießwanne, einen Trog und eine Düse, bei denen es sich um das geformte feuerfeste Material des ersten und zweiten Aspekts der Erfindung handelt, auf die Oberfläche einer Drehwalze gegossen wird, wodurch ein Flächenkörper, ein Streifen, flache Stücke u. dgl. hergestellt wird bzw. werden, der bzw. die vorzugsweise eine Dicke von 0,1 bis 1 mm hat bzw. haben. Zusätzlich zeichnet sich das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass ein zylindrisches Material mit einer Dicke von 1 bis 20 mm dadurch hergestellt wird, dass Schmelze auf eine Innenfläche eines Drehzylinders gegossen wird.
Die Seltenerdlegierung deutet auf eine Legierung für Seltenerdmagneten, insbesondere eine Legierung für einen Magneten auf R-Fe-B-Basis, eine wasserstoffabsorbierende Legierung auf R-Ni-Basis, eine Legierung für einen Magneten auf Sm-Co-Basis u. dgl. hin. Es kann eine Legierung für einen R-Fe-B-Magneten gegossen werden, die eine Zusammensetzung von 23,0% Nd, 6,0% Pr, 1,0% Dy, 1,0% B, 0,9% Co, 0,1% Cu, 0,3% Al hat und der Rest Fe ist. Es kann eine wasserstoffabsorbierende Legierung auf R-Ni-Basis gegossen werden, die eine Zusammensetzung von 8,7% La, 17,1% Ce, 2,0% Pr, 5,7% Nd, 1,3% Co, 5,3% Mn, 1,9% Al hat und der Rest Ni ist. Es kann eine Legierung für einen Sm-Co-Magneten gegossen werden, der eine Zusammensetzung von 25,0% Sm, 18,0% Fe, 5,0% Cu, 3% Zr hat, und der Rest Co ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Zusammensetzungen beschränkt.
Die vorstehend beschriebene Gießwanne ist ein Behälter, der eine Schmelze der Seltenerdlegierung aus einem Schmelzofen oder einer Pfanne aufnimmt, und der mit einer Gießöffnung zur Einstellung der Gießgeschwindigkeit versehen ist, die notwendig ist, um ein dünn gegossenes Produkt zu erhalten. Da die Menge der Schmelze, die auf eine Gießwanne fließt, im Schleudergussverfahren oder einem Streifengussverfahren gering ist, treten die vorstehend beschriebenen Wärmeentzugsprobleme auf. Als Nächstes ist ein Trog eine Form der Gießwanne, die im Schleudergussverfahren oder Streifengussverfahren verwendet wird, um die Schmelze dann in eine Gießwanne zu leiten, wenn sich Schmelzofen und Gießwanne in einem erheblichen Abstand voneinander befinden. Eine Düse ist eine Gießöffnung, die in der vorstehend beschriebenen Gießwanne oder dem vorstehend beschriebenen Trog vorgesehen ist, oder eine Durchtrittseinrichtung, um die Schmelze auf eine Drehwalze zu leiten. Insbesondere ermöglichen es die Düsen einer Gießwanne, die zum Schleudergussverfahren verwendet wird, die Ansammlungsgeschwindigkeit der Schmelze auf der Innenfläche des Drehzylinders zu regeln. Zusätzlich kann die Schmelze, wenn eine Gießwanne für den Streifengussvorgang verwendet wird, in Form einer laminaren Strömung mit einer konstanten Geschwindigkeit auf eine Einzelwalze oder auf Doppelwalzen gegossen werden. Wenn die Menge der Schmelze pro Gießvorgang so gering wie etwa einige zehn kg ist, kann die Schmelze direkt aus einem Behälter wie einer Pfanne und nicht über eine Gießwanne oder einen Trog auf die Drehwalze o. dgl. geleitet werden. Wenn das feuerfeste Material nach der vorliegenden Erfindung für eine Gießwanne o. dgl. verwendet wird, ist die Dickenverteilung der flachen Teile, die durch das Gießen hergestellt werden, wie auch ihre Struktur homogen, weil die Fließfähigkeit der Schmelze verbessert ist. Außerdem ist die Partikelgröße des Legierungspulvers für den Magneten konstant, das durch Zerkleinern der flachen Stücke hergestellt wird. Beim Endprodukt, d. h. einem Magneten, kann man davon ausgehen, dass derartige Wirkungen erzielt werden, dass die magnetischen Eigenschaften stabilisiert sind. Darüber hinaus lassen sich dadurch, dass die Zufuhrgeschwindigkeit der Schmelze geregelt wird, im Falle eines Streifengussverfahrens zum Beispiel flache Stücke ohne Weiteres mit bis zu 0,3 mm Dicke oder noch dünner herstellen. Da in diesem Fall die Erstarrungsgeschwindigkeit der Seltenerdlegierung schnell ist, kann eine feine Mikrostruktur gebildet werden.
Nun werden im Gussverfahren vorzuziehende Bedingungen beschrieben. Die geeignete Eingießtemperatur der Schmelze in eine Gießwanne o. dgl. beträgt 1300 bis 1600°C. Vorzugsweise beträgt die Temperatur im Falle einer Legierung für einen R-Fe-B-Magneten, wofür ein Beispiel ihrer Zusammensetzung vorstehend angeführt wurde, 1350 bis 1500°C, im Falle einer wasserstoffabsorbierenden Legierung auf R-Ni-Basis, wofür ein Beispiel der Zusammensetzung vorstehend angeführt wurde, beträgt die Temperatur 1350 bis 1500°C, und im Falle einer Legierung für den Magneten auf Sm-Co-Basis, wofür ein Beispiel der Zusammensetzung vorstehend angeführt wurde, beträgt die Temperatur 1350 bis 1500°C.
Im Falle des Streifengussvorgangs beträgt die Abstichtemperatur der Schmelze in eine Gießwanne o. dgl. wie folgt: 1300–1450°C im Falle einer Legierung für einen R-Fe-B-Magneten, wofür ein Beispiel der Zusammensetzung vorstehend angeführt wurde, die Temperatur beträgt 1300 bis 1450°C im Falle einer wasserstoffabsorbierenden Legierung auf R-Ni-Basis, wofür ein Beispiel der Zusammensetzung vorstehend angeführt wurde, und die Temperatur beträgt 1300 bis 1450°C im Falle einer Legierung für den Magneten auf Sm-Co-Basis, wofür ein Beispiel der Zusammensetzung vorstehend angeführt wurde.
Die Gussmenge der Schmelze wird durch die Fläche des Drehzylinders, seine Drehgeschwindigkeit und die gewünschte Gussdicke bestimmt. Nach dem Gießen der Schmelze kann ein Flächenkörper, ein Streifen, ein zylindrisches Material u. dgl. zu Flockenform oder Hartschnitzelform zerstoßen werden.
Obwohl die Gießgeschwindigkeit der Schmelze sehr gering ist, kann die Schmelze einer Seltenerdlegierung in der vorliegenden Erfindung ohne vorheriges Aufheizen der Gießwanne, des Trogs o. dgl. gegossen werden. Zusätzlich lässt sich eine bessere Strömung der Schmelze während des Gießens ohne Wärmeisolierung der Gießwanne, des Trogs u. dgl. erzielen. Es ist eine erhebliche Zeit und Vorsicht für solche Vorbereitungsarbeiten wie Vorheizen notwendig. Die Wärmeisolierung einer Gießwanne, die notwendig ist, um die Gießbedingungen aufrechtzuerhalten, beruht im Falle eines herkömmlichen Gießverfahrens auf Erfahrung. Wenn diese Tatsachen berücksichtigt werden, kann man sagen, dass das Gießverfahren der vorliegenden Erfindung von den Gesichtspunkten Durchführbarkeit und Stabilität her erheblich fortschrittlicher ist.
Kurze Erklärung der Zeichnungen
1 ist eine Zeichnung zur Darstellung eines Streifengussverfahrens.
2 ist eine Zeichnung zur Darstellung eines herkömmlichen Schleudergussverfahrens.
3 ist eine Zeichnung einer Gießwanne, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet wird.
Beste Art und Weise zur Umsetzung der Erfindung
Beispiele und Vergleichsbeispiele der ersten Ausführungsform der Erfindung Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Beispielen ausführlicher beschrieben.
Die Bestandteile des feuerfesten Materials, das in den Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen verwendet wurde, hatte die folgenden Eigenschaften:

Aluminiumoxidfasern: 5 μm durchschnittlicher Durchmesser, 0,5 mm durchschnittliche Länge.
Mullitfasern: 5 μm durchschnittlicher Durchmesser, 0,5 mm durchschnittliche Länge.
Kolloidales Siliziumoxid: 3 bis 4 μm durchschnittlicher Durchmesser.
Kolloidales Mullit: 3 bis 4 μm durchschnittlicher Durchmesser.
Aluminiumoxidpartikel: 3 bis 4 μm durchschnittlicher Durchmesser.
Mullitpartikel: 3 bis 4 μm durchschnittlicher Durchmesser.

Ethylsilikat 40, bei dem es sich um ein repräsentatives Ethylsilikat handelt, wurde als Bindemittel verwendet.
Beispiel 1
Aluminiumoxid, Mullit und Siliziumoxid wurden gemischt, um den wie in Tabelle 1 beschriebenen feuerfesten Aufbau zu ergeben. Ein Bindemittel wurde in 15 Gewichtsteilen 100 Gewichtsteilen des sich ergebenden Fasergemischs zugemischt. Das Fasergemisch und das Bindemittel wurden ausreichend gemischt, um eine Breimischung zu ergeben. Diese wurde dann von einer Formpresse zu einem Material in Form einer trogförmigen Gießwanne geformt. Nach dem Aushärten durch Lufttrocknung erfolgte eine Wärmebehandlung bei der in Tabelle 1 gezeigten Wärmebehandlungstemperatur. Die Gießwanne 1 hat eine wie in 3 gezeigte Form. Die Abmessung der jeweiligen Teile betrug: 360 mm Breite (w), 125 mm Höhe (h), 900 mm Länge (l), 100 mm Tiefe des Schmelzflussabschnitts (h₁), 310 mm obere Breite (w₁) und 300 mm untere Breite (w₂).
In Tabelle 1 sind die chemischen Analyseergebnisse für Al₂O₃ und SiO₂, die Schüttdichte und die maximale Wärmeleitfähigkeit bei 1200 bis 1400°C gezeigt. Zusätzlich wurde eine Probe aus der Gießwanne entnommen und 1 Stunde lang bei 1400°C geglüht. Der ermittelte Gewichtsverlust ist auch in Tabelle 1 gezeigt.
Eine NdFeB-Legierung mit einer Temperatur von 1450°C direkt vor dem Gießen (Abstichtemperatur) wurde dazu gebracht, von einem Ende der Gießwanne 3 aus zu fließen, während die Zufuhrmenge der Schmelze so eingestellt wurde, dass eine Dicke der Schmelze 2 von 0,5 mm erzielt wurde. Die Schmelze wurde vom anderen Ende der Gießwanne her in einer Gesamtmenge von 100 kg auf eine Streifengusswalze gegossen. Die Schmelze floss ohne Erstarrung auf die Gießwanne. Im Übrigen war kein vorheriges Aufheizen der Gießwanne durchgeführt worden. Als der Zustand der Gießwanne nach Abschluss des Gießvorgangs untersucht wurde, wurden weder Verfärbung noch Fremdstoffe festgestellt, die auf ihre Reaktion mit der Schmelze hätten schließen lassen können.
Zusätzlich wurde die Leichtigkeit des Schmelzflusses durch die folgende Formel definiert. Der festgelegte Fließkoeffizient war 0,67.
Fließkoeffizient = tatsächliche Fließgeschwindigkeit der Schmelze durch eine Düse, wobei die Schmelze in der Gießwanne vorgehalten und ein konstanter Ausstoßdruck erzeugt wird, dividiert durch die theoretische Fließgeschwindigkeit der unter derselben Bedingung durch eine Düse fließenden Schmelze, und zwar berechnet durch Bernoullis Gleichung.
Die theoretische Fließgeschwindigkeit (v), die in dieser Gleichung gezeigt ist, wird durch die folgende Formel berechnet, vorausgesetzt, die Schwerebeschleunigung wird durch g und die Höhe der in einer Gießwanne vorgehaltenen Schmelze durch h ausgedrückt: V = √(2gh)
Beispiel 2
Eine Gießwanne, die aus demselben feuerfesten Material wie in Beispiel 1 bestand, wurde im selben Streifengussverfahren wie in Beispiel 1 verwendet, um eine Mm-Legierung (Mischmetall-Legierung) auf Ni-Basis zu gießen (Abstichtemperatur 1450°C). Die Schmelze floss normal auf die Gießwanne, ohne auf dieser zu erstarren. Der Fließkoeffizient war dabei 0,67.
Als der Zustand der Gießwanne nach Abschluss des Gießvorgangs untersucht wurde, wurden weder Verfärbung noch Fremdstoffe festgestellt, die auf eine Reaktion der Gießwanne mit der Schmelze hätten schließen lassen können.
Beispiel 3
Eine Gießwanne, die aus demselben feuerfesten Material wie in Beispiel 1 bestand, wurde im selben Streifengussverfahren wie in Beispiel 1 verwendet, um eine Sm-Co-Legierung zu gießen (Abstichtemperatur 1450°C). Die Schmelze floss normal auf die Gießwanne, ohne auf dieser zu erstarren. Der Fließkoeffizient war dabei 0,71.
Als der Zustand der Gießwanne nach Abschluss des Gießvorgangs untersucht wurde, wurde keine Reaktion mit der Schmelze festgestellt.
Vergleichsbeispiel 1
Eine Gießwanne, die aus demselben feuerfesten Material wie in Tabelle 1 beschrieben bestand, wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt. Es wurde versucht, eine Legierung auf NdFeB-Basis mit demselben Streifengussverfahren wie in Beispiel 1 zu gießen. Im Verlauf des Gießvorgangs wurde jedoch die Fließfähigkeit der Schmelze nach und nach schlechter und führte schließlich zur Erstarrung. Der Fließkoeffizient während des mühsamen Schmelzeflusses betrug 0,26. Im Übrigen betrug die Aufheizbedingung für dieses feuerfeste Material 1 Stunde lang 800°C. Das Glühgewichtsverlustverhältnis bei 1400°C betrug 4,0 Gew.-%.
Vergleichsbeispiel 2
Das feuerfeste Material mit derselben Zusammensetzung wie dasjenige von Beispiel 1 wurde zur selben Gießwanne wie in Beispiel 1 geformt. Die Aufheiztemperatur des feuerfesten Materials betrug 1 Stunde lang 1500°C. Während der Formgebung ging das feuerfeste Material häufig zu Bruch.
Beispiel 4
Eine Gießwanne, die aus dem in Tabelle 1 beschriebenen feuerfesten Material bestand, wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt und dazu verwendet, eine Legierung auf NdFeB-Basis mit demselben Streifengussverfahren wie in Beispiel 1 zu gießen. Die Schmelze floss normal auf die Gießwanne, ohne auf dieser zu erstarren. Die Temperatur der Schmelze betrug direkt vor dem Gießen (Abstichtemperatur) 1450°C. Der Fließkoeffizient war dabei 0,77. Es erfolgte kein vorheriges Aufheizen der Gießwanne.
Als der Zustand der Gießwanne nach Abschluss des Gießvorgangs untersucht wurde, wurde keine Reaktion von dieser mit der Schmelze festgestellt.
Vergleichsbeispiel 3
Eine Gießwanne, die aus dem in Tabelle 1 beschriebenen feuerfesten Material bestand, wurde als Vergleichsbeispiel 3 mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt. Es wurde versucht, eine Legierung auf NdFeB-Basis mit demselben Streifengussverfahren wie in Beispiel 1 unter Verwendung der Gießwanne zu gießen. Im Verlauf des Gießvorgangs wurde jedoch die Fließfähigkeit der Schmelze nach und nach schlechter und führte schließlich zur Erstarrung. Der Fließkoeffizient während des mühsamen Schmelzeflusses betrug 0,29. Im Übrigen betrug die Aufheizbedingung für dieses feuerfeste Material 1 Stunde lang 800°C. Das Glühgewichtsverlustverhältnis bei 1400°C betrug 4,0 Gew.-%.
Vergleichsbeispiel 4
Das feuerfeste Material mit der in Tabelle 1 beschriebenen Zusammensetzung wurde als Vergleichsbeispiel 4 mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 zu einer Gießwanne geformt. Die Wärmebehandlungsbedingung des feuerfesten Materials betrug 1 Stunde lang 1500°C. Das feuerfeste Material ging während der Formgebung häufig zu Bruch.
Vergleichsbeispiel 5
Das in Tabelle 1 als Vergleichsbeispiel 5 beschriebene feuerfeste Material wurde dazu hergenommen, mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 eine Gießwanne herzustellen. Eine Legierung auf NdFeB-Basis wurde mit demselben Streifengussverfahren wie in Beispiel 1 gegossen. Die Schmelze floss auf die Gießwanne ohne zu erstarren. Im Verlauf des Gießvorgangs trat jedoch Schmelze durch den Boden der Gießwanne aus. Der Fließkoeffizient, bei dem der Schmelzeaustritt behoben wurde, betrug 0,45. Als der Zustand der Gießwanne nach Abschluss des Gießvorgangs untersucht wurde, war die Gießwanne gebrochen und bildete eine Öffnung. Der Umfang der Öffnung war in einem weiten Bereich verfärbt. Als die Gießwanne zerbrochen wurde, um die Bruchebene zu untersuchen, stellte sich heraus, dass fast alle der Teile der Gießwanne, die mit der Schmelze in Berührung gekommen waren, nur nicht der Öffnungsabschnitt, verfärbt waren. Es stellte sich somit heraus, dass während des Gießvorgangs eine Reaktion zwischen Schmelze und Gießwanne stattgefunden hatte. Aus dieser Tatsache wurde angenommen, dass ein Grund für den niedrigeren Fließkoeffizienten als in Beispiel 1 der Reaktion der Schmelze mit der Gießwanne zuzuschreiben war, welche die Fließfähigkeit der Schmelze beeinträchtigt hatte.
Vergleichsbeispiel 6
Das in Tabelle 2 als Vergleichsbeispiel 6 beschriebene feuerfeste Material bestand aus Aluminiumoxidfasern, kolloidalem Mullit und zerstoßenen Partikeln aus dem gewöhnlichem feuerfesten Aluminiumoxidmaterial. Das feuerfeste Material wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 zu einer Gießwanne geformt. Eine Legierung auf NdFeB-Basis wurde mit demselben Streifengussverfahren wie in Beispiel 1 gegossen, wobei die vorstehend erwähnte Gießwanne verwendet wurde. Von Beginn an war die Fließfähigkeit schlecht und die Schmelze erstarrte noch bevor sie nennenswert gegossen war. Der Fließkoeffizient während des mühsamen Schmelzeflusses betrug 0,24.
Vergleichsbeispiel 7
Das in Tabelle 2 als Vergleichsbeispiel 7 beschriebene feuerfeste Material bestand aus Aluminiumoxidfasern, Mullitfasern, kolloidalem Mullit und zerstoßenen Partikeln aus dem gewöhnlichem feuerfesten Aluminiumoxidmaterial. Das feuerfeste Material wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 zu einer Gießwanne geformt. Eine Legierung auf NdFeB-Basis wurde mit demselben Streifengussverfahren wie in Beispiel 1 gegossen. Von Beginn an war die Fließfähigkeit schlecht und die Schmelze erstarrte noch bevor sie nennenswert gegossen war. Der Fließkoeffizient während des mühsamen Schmelzeflusses betrug 0,24.
Vergleichsbeispiel 8
Das in Tabelle 3 als Vergleichsbeispiel 8 beschriebene gewöhnliche feuerfeste Material wurde wie im Beispiel 1 zu einer Gießwanne geformt. Es wurde versucht, eine Legierung auf NdFeB-Basis mit demselben Streifengussverfahren wie in Beispiel 1 herzustellen. Sobald jedoch die Schmelze auf die Gießwanne zu fließen begann, fand eine Erstarrung statt. Somit wurde das Gießen unmöglich. Danach wurde die in der Gießwanne zurückgebliebene Legierung entfernt und der Zustand der Gießwanne untersucht. Es wurde keine Reaktion der Gießwanne mit der Schmelze festgestellt.
Vergleichsbeispiel 9
Das in Tabelle 3 als Vergleichsbeispiel 9 beschriebene gewöhnliche feuerfeste Material wurde wie im Beispiel 1 zu einer Gießwanne geformt. Es wurde versucht, eine Legierung auf NdFeB-Basis mit demselben Streifengussverfahren wie in Beispiel 1 herzustellen. Sobald jedoch die Schmelze auf die Gießwanne zu fließen begann, fand eine Erstarrung statt. Somit wurde das Gießen unmöglich. Danach wurde die in der Gießwanne zurückgebliebene Legierung entfernt und die Gießwanne zerbrochen, um die Bruchebene zu beobachten. Eine Verfärbung erstreckte sich teilweise in den inneren Abschnitt der Gießwanne. Somit wurde die Reaktion der Gießwanne mit der Schmelze festgestellt.
Industrielle Anwendbarkeit
Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Legierungen, die für die Rohmaterialien von Seltenerdmagneten optimal sind, ohne komplizierten Prozess und ohne komplizierte Vorrichtung herzustellen. Die vorliegende Erfindung ist deshalb äußerst nützlich. Zusätzlich zu dieser Legierung ist die Qualitätskontrolle beim Gießen verschiedener Seltenerdlegierungen erleichtert.

Claims

Feuerfestes Material zum Gießen einer Seltenerdlegierung, dadurch gekennzeichnet, dass es im Wesentlichen aus 70 Gew.-% oder mehr Al₂O₃ und 30 Gew.-% oder weniger SiO₂ besteht, eine Schüttdichte von 1 g/cm³ oder weniger hat, eine Wärmeleitfähigkeit im Temperaturbereich von 1200 bis 1400°C von 0,5815 W/mK (0,5 kcal/(mh°C)) oder weniger hat, und unter 1-stündigem Heizzustand von 1400°C ein Glühgewichtsverlustverhältnis von 0,5 Gew.-% oder weniger hat.
Feuerfestes Material nach Anspruch 1, zum Gießen einer Seltenerdelegierung, dadurch gekennzeichnet, dass es insgesamt 70 Gew.-% oder mehr Aluminiumoxidfaser enthält.
Feuerfestes Material nach Anspruch 1 oder 2, zum Gießen einer Seltenerdelegierung, dadurch gekennzeichnet, dass es 70 Gew.-% oder mehr Aluminiumoxidfaser und Mullitfaser enthält.
Verfahren zum Gießen einer Seltenerdlegierung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schmelze der Seltenerdlegierung, die aus einem feuerfesten Material hergestellt ist, das im Wesentlichen aus 70 Gew.-% oder mehr Al₂O₃ und 30 Gew.-% oder weniger SiO₂ besteht, eine Schüttdichte von 1 g/cm³ oder weniger hat, eine Wärmeleitfähigkeit im Temperaturbereich von 1200 bis 1400°C von 0,5815 W/mK (0,5 kcal/(mh°C)) oder weniger hat, und unter 1-stündigem Heizzustand von 1400°C ein Glühgewichtsverlustverhältnis von 0,5 Gew.-% oder weniger hat, mittels einer Gießeinrichtung auf die Oberfläche einer Drehwalze oder die Innenfläche eines Drehzylinders gegossen wird, und die Schmelze abgekühlt wird, um zu erstarren.